电镀锡工艺描述
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第一章镀锡机组概述
第一节镀锡板的历史和发展
镀锡板是两面镀有商业纯锡的冷轧低碳薄钢板或钢带,它将钢的强度和成形性同锡的耐蚀性、锡焊性和美观的外表结合于一种材料之中。镀锡板的最大用途是用于包装,原因是镀锡板无毒、重量轻、强度高、耐蚀性好并且易于加工成形、锡焊和熔焊。镀锡板也用于制作包装油类、润滑脂、涂料、化学品以及其它产品用的容器,喷雾罐、瓶盖和各种盖子。1730 年英国成为世界上第一个镀锡板输出国, 并在1810年取得了食品罐头的发明专利,后来美国、日本的镀锡板技术也相继得到迅速发展。第一个电镀锡钢板的工业化生产1934 年在德国实现。目前
世界上有140 多条电镀锡薄板生产线, 年总产量约为4
10
2100 t,美国的产量约占世界总产量的19.7%, 日本占14.9%,是世界上镀锡板的主要输出国。食品罐头、包装饮料罐所使用的表面处理钢板的生产与开发,一直受到发达国家的普遍重视, 其生产和应用技术不断有新的发展,其主要发展有:
一、普遍用连铸钢代替模铸钢锭生产镀锡板;
二、用高净度、低夹杂物的连铸钢生产饮料和食品罐头用的二片罐(冲拔罐和二次深冲罐) 专用镀锡板;
三、开发制造电阻焊接罐用的镀锡量约为1g/m2的低锡量镀锡钢板;
四、进一步减小镀锡原板厚度,将极薄的镀锡原板加工至0.16~0.20mm。
我国镀锡板生产起步较晚, 60年代初上钢十厂试制了热镀锡板, 年产1000t 左右, 1971年中国自己研制的上钢十厂700mm电镀锡钢带试验性生产系统建成,但当时国内还不能生产镀锡专用钢,加上轧制精度较低,因此只能生产低档用途的镀锡板。70年代,罐头食品是我国主要出口产品之一,但由于镀锡板全靠进口,并由国家分配指标,因此供应紧缺。1978年武钢从西德引进的300m/min、1100mm宽带钢高速镀锡机组投产,但由于设计定由1700mm5机架连轧机生产原板,在技术上、经济上均不合理,因而未能正常生产。80年代部分镀锡原板曾由硅钢厂20辊轧机生产,年产3~4万t。1989年又从西德引进1台1250mmHC轧机,但原板质量仍不能同进口的相比。1989年中国第一家合资的广东中山中粤马口铁公司投产,其1号镀锡机组为韩国新和镀锡板公司建造的90m/min低速宽带钢机组,年产6万t镀锡板,设备虽简易,但符合生产要求。原板从日本新日铁、日本钢管、川崎等进口,产品质量远高于武钢产品。1994年又建成了年产6万t镀锡板的2号机组。特别是1998年初, 宝钢分公司新投产了两条总年产量为40×104 t的电镀锡生产线, 其采用的原板均为自己生产的专用镀锡薄板,极大地改善了我国高档包装材严重依
赖进口的局面。
目前世界钢年产量约为10亿吨,而镀锡板产能达到2100×104t,产量低于2000万吨/年,市场规模适度。尽管镀锡薄钢板产量近20年有大幅度的提高,从80年代的年产1200×104t 一跃到世纪初的2100×104t, 但由于其主要用于包装材料,目前在这一领域受到了来自各方面的冲击。进入90 年代后期, 世界对镀锡薄钢板的需求呈下降趋势, 这些冲击包括:
一、深冷技术日趋完善,如许多鱼船都配置了深冷设备,使捕到的鱼在短时间内
冷冻到-40 ℃左右,保护其细胞不受严重破坏, 因而人们对罐头制品的需求量减少了;
二、从高温消毒罐装食品领域内互相竞争的工艺和材料来看, 塑料罐对镀锡钢板的威胁日趋严重, 同时也受到纸制品罐的竞争;
三、从啤酒与碳酸饮料领域内互相竞争的罐装材料来看, 金属容器的竞争对手是玻璃瓶和塑料瓶, 特别是PET (对苯二甲酸聚乙烯) 瓶的竞争地位正在日益加强;
四、在金属罐方面, 镀锡钢板也面临着铝制罐的激烈竞争,特别是用铝制造二片罐的工艺目前已经非常成熟, 而且从资源回收及环保角度来看, 铝制罐有着特别的优势。
另外,自1961年采用无锡钢板制罐以来, 电镀锡板的用途又受到了无锡板威胁,因为无锡板便宜许多。尽管电镀锡薄钢板的应用受到来自许多方面的威胁和挑战,镀锡薄钢板所制的罐仍具有不可替代性, 因为对像梨、菠萝、番茄汁之类需要保持风味的食品, 必须用镀锡罐包装, 另一方面镀锡罐比铝便宜。随着我国经济的稳健快速增长,发展中的我国对镀锡罐的需求呈不断上升趋势。薄板厂十一五规划项目增建电镀锡机组正是为满足市场需求、改善品种结构,扩大品种范围,生产品种齐全、调质度齐全的的各类镀锡薄钢板而新建的。
第二节工艺概述
目前,国内镀锡板市场需求旺盛,且镀锡板正在向薄型化发展。电镀锡
机组生产宽度、厚度及调质度规格齐全。它采用最新改进的氟洛斯坦工艺法,
采用了不溶性阳极系统。不溶性阳极系统最大优点是镀层厚度分布均匀,可
精确、灵活地控制镀层厚度,既减少锡的消耗,又提高镀层的表面质量,同
时具有产能高、生产高质量镀锡板产品的稳定工艺及简易的操作维护等。该
生产线运用一系列的先进技术,使工艺段速度达到500米/分钟,属于当今
世界第三代电镀机组,具有最先进水平。它在第二代电镀技术的基础上,改
进了铁锡合金层的精确厚度控制,优化氧气喷吹技术,使得锡泥生成量进一
步减少,产品质量进一步得到提高。
该机组设计年产量20万吨。机组设计总长163米,总高15.5m。其生产
线具有以下特征:
●电镀电极不需要经常更换,锡离子是通过溶锡单元进行补充,为此
节省了人力
●阳极平行布置,并且使用边缘罩,减少边部镀层超厚,保证了镀层
的均匀性,提高了产品质量
●不需要添加或减少锡阳极的数量,带钢宽度变换的限制被大大减少
●工艺槽几乎全部时间都是盖着并密封的,在电镀操作中不需要经常
打开槽盖,改善了操作环境
●镀液中锡离子靠锡溶解装置不断补充,锡粒的溶解速度由吹入的氧
气量来控制,电镀液控制简易,操作方便
●机组工艺段设置拉矫机,可以改善板形,为客户提供优良产品
●机组设置自动表面检测仪,自动检测和识别不同缺陷